Uma célula solar produz uma diferença de potencial
quando um resistor de resistência
é ligado a seus terminais, e uma diferença de potencial
quando o resistor possui resistência
. A área da célula é
e o fluxo de energia luminosa recebido é
. Qual é a eficiência da célula ao converter energia luminosa em energia térmica fornecida ao resistor para o caso em que
e
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo! A gente tem uma célula solar que gera uma diferença de potencial (V) quando ligada a diferentes resistores ®. A área da célula é de 5 cm² e ela recebe um fluxo de energia luminosa de 2 mW/cm². Queremos saber quão eficiente essa célula é em converter a energia luminosa que recebe em energia térmica fornecida ao resistor quando
e
.
Para resolver isso, vamos precisar entender como calcular a potência elétrica fornecida ao resistor e a potência de energia luminosa recebida pela célula. Depois, com esses valores, conseguimos calcular a eficiência da célula.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a potência de energia luminosa que a célula solar está recebendo. A potência luminosa (
) é dada pela área da célula multiplicada pelo fluxo de energia luminosa recebido por unidade de área.
Passo 3
Agora, vamos calcular a potência elétrica que está sendo fornecida ao resistor quando
e
. A potência elétrica (
) pode ser calculada usando a fórmula:
Substituindo os valores que temos:
Passo 4
Agora que temos a potência elétrica fornecida ao resistor (
) e a potência de energia luminosa recebida pela célula (
), podemos calcular a eficiência (
) da célula solar. A eficiência é a razão entre a potência útil (elétrica) e a potência total recebida (luminosa), multiplicada por 100 para obter a porcentagem.
Resposta
A eficiência da célula solar é de 0,2%.